費(fèi)曼狂想曲:能夠進(jìn)入體內(nèi)的「外科醫(yī)生」

不一樣的機(jī)器人:小小的身體,大大的能量。
”作者?| 陳彩嫻 劉冰一 編輯 | 岑峰
1959年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼(Richard Feynman)在加州理工學(xué)院作了一場(chǎng)題為“There is Plenty of Room at the Bottom”(底層研究仍有廣闊天地)的演講,首先設(shè)想了體內(nèi)微型機(jī)器人的可能性。
在費(fèi)曼的猜想中,這類微型機(jī)器人依靠微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)驅(qū)動(dòng),能夠進(jìn)入體內(nèi)實(shí)施手術(shù)。當(dāng)時(shí),費(fèi)曼說(shuō):「如果我們能夠吞下一個(gè)外科醫(yī)生,那么很多復(fù)雜的手術(shù)都可以變得很有趣、很簡(jiǎn)單?!?/span> 或許是費(fèi)曼的影響力太大,十年后,科研界還未開(kāi)展研究,美國(guó)導(dǎo)演 Richard Fleischer 就將費(fèi)曼的設(shè)想拍成了經(jīng)典的科幻電影,《神奇旅程》(Fantastic Voyage)。電影中,5名醫(yī)生被縮小成原體積的幾百萬(wàn)分之一,被注射進(jìn)一位腦血管遭到破壞、性命攸關(guān)的患者體內(nèi),經(jīng)過(guò)一系列冒險(xiǎn),最終成功找到出血點(diǎn),及時(shí)挽救了病人的生命。 但,能夠進(jìn)入人體的微型機(jī)器人,只能是一個(gè)幻想嗎?答案顯然存疑。 自費(fèi)曼提出「體內(nèi)外科醫(yī)生」的概念以來(lái),科學(xué)家們便被這一想法所吸引、激勵(lì),投入到微型機(jī)器人的研究中,并取得了許多不錯(cuò)的成果??茖W(xué)家們暢想著,在未來(lái),機(jī)器真的可以進(jìn)入人的體內(nèi),實(shí)現(xiàn)靶向治療、靶向給藥,幫助治療腫瘤等重大疾病。 1
「史萊姆」機(jī)器人

編輯 | 岑峰
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「史萊姆」機(jī)器人







圖注:香港中文大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系教授張立

圖注:史萊姆玩具示例

圖注:孫猛猛博士
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體內(nèi)微型機(jī)器人的發(fā)展

圖注:仿生微型機(jī)器人

圖注:在池內(nèi)倒入非牛頓液體可進(jìn)行水上漂
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路徑控制:體內(nèi)「開(kāi)車」
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路徑控制:體內(nèi)「開(kāi)車」

圖注:深圳先進(jìn)院徐天添研究員


圖注:微型機(jī)器人在液體中「螺旋泳」前進(jìn)


圖注:徐天添團(tuán)隊(duì)的多自由度磁控裝置

圖注:毫米級(jí)機(jī)器人的獨(dú)立位置控制:(a)兩個(gè)機(jī)器人位置控制;(c)三個(gè)機(jī)器人位置控制;(e) 四個(gè)機(jī)器人位置控制;(b)、(d) 和 (f) 為機(jī)器人的對(duì)應(yīng)的位置軌跡
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設(shè)想與現(xiàn)實(shí)

圖為張立教授提供
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